2022-06-13 17:06 文、图/祝萌
近日，99499www威尼斯徐永建教授团队在国际材料领域顶级期刊《ACS Nano》（IF=15.881）上发表题为“Cellulose Hollow Annular Nanoparticles Prepared from High-Intensity Ultrasonic Treatment”的研究论文。目前已知棒状形貌纳米纤维素（R-CNC）、纤维素纳米纤丝（CNF）、球形纳米纤维素（SNC）以及片状纳米纤维素（CNS）四种形貌的纳米纤维素。论文首次报道了一种中空环状纤维素纳米晶( HTA-CNCs )，该研究补充完善了纤维素基础理论，拓宽了纤维素纳米晶的研究方向，为其高附加值应用奠定了基础。陕西科技大学为第一通讯单位，硕士研究生高敏兰为第二作者，博士研究生张永奇为第三作者，徐永建教授为第一作者和第一通讯作者，宁璐璐副教授是共同通讯作者。
目前的研究表明，R-CNC在特定条件下可以转换成环状拓扑结构HTA-CNC。球差校正透射电子显微镜结果表明，HTA-CNC的尺寸特征：环直径10.0-30.0 nm，环壁宽度3.0-4.0 nm，环厚度2.0-5.0 nm。FT-IR光谱及拟合结果表明，HTA-CNC的三种氢键数量减少，游离OH增加。拓扑形貌HTA-CNCs的结构和氢键变化趋势，分子动力学模拟与FT-IR拟合结果趋势一致，结晶区结构松弛，氢键总量减少了约30%；拓扑形貌形成过程中纤维素分子链苷键键角Tau（C4-O4-C1）及苷键夹角Phi（O5-C1-O4-C4）和Psi（C1-O4-C4-C5）发生了变化。从整体势能上看，HTA-CNC的能量高于R-CNCs，环化需要外力做功，将动能转化为势能，环化过程中形貌结构改变所带来的熵增可能是稳定环状结构的因素。
中空无机/金属纳米粒子是良好的药物输送载体，这得益于其空心结构。论文报道的这种新形貌结构的CNC，具有典型的中空环状拓扑结构，在药物缓释、输送等领域具有良好的应用前景。
文章链接：https://doi.org/10.1021/acsnano.1c11167
